[发明专利]一种合成金刚石的方法

说明书

本发明提供一种合成金刚石的方法，所述方法包括以下步骤：制备基础涂层粉末；制备石墨烯复合涂层粉末；选择300‑400目的单晶金刚石颗粒为籽粒，进行喷涂处理，其中喷涂浆料由石墨烯复合涂层粉末、有机粘合剂、有机溶剂组成；将所述喷涂浆料喷涂至金刚石，制备得到表面包覆石墨‑金属复合相涂层的金刚石晶籽，将包覆的金刚石籽粒压实在模具中，使用热压烧结炉进行烧结。利用本发明技术方案合成的超细颗粒金刚石单晶具有粒度细、成核集中、颜色透度好、晶形完整等特点，产品符合人造金刚石国家标准，晶型一致，晶面完整，杂质少，热冲值高。

技术领域

本发明涉及金刚石合成技术领域，特别是涉及一种合成金刚石的方法。

背景技术

金刚石是目前在地球上发现的众多天然存在中最坚硬的物质，其化学性质稳定，具有耐酸性和耐碱性，耐高压高温，不易老化，抗辐射能力强。还具有非磁性、不良导电性、亲油疏水性和摩擦生电性等特点。相比较硅等电子材料，金刚石具有更加优越的物理性能，能够使金刚石在微电子领域得到广泛的应用，具有极其重要的理论和应用价值。金刚石具有高硬度，高导热率，高透光率和宽带隙等许多特殊的性能，因此广泛用作各种工具，以及光学部件，半导体和电子部件中的核心材料，比如电脑磁盘、磁头、光通信器件、光学晶体、半导体基片等器件。天然生产的金刚石被用于工程应用，但目前使用的大多数工业钻石都是合成的。

石墨烯是一种由碳原子通过sp2杂化轨道成键而成的、具有六边形蜂窝状晶格结构的二维原子晶体材料。具有一系列新奇的特性，包括反常量子霍尔效应、常温量子霍尔效应、超高的载流子迁移率、超高的机械强度和热导率、优异的透光性和导电性、超高的比表面积等。石墨烯一系列优异的特性使其在诸多领域中都有广阔的应用前景,如射频晶体管、透明导电薄膜、锂离子电池、超级电容器、光电检测、DNA测序、功能复合材料等。同时，石墨烯还具有巨大的经济效益。而以Cu为基体的CVD法是当前最具前景的大面积单层石墨烯合成法是获得大面积高质量、层数可控的石墨烯的主要方法。但是由于金属的存在会对构筑器件的导电性产生影响，所以通过此种方法制备的石墨烯必须转移到介电层上才能构成有效的组装器件，复杂的转移过程总是不可避免地带来石墨烯的破损、褶皱，金属、溶剂残留污染以及操作繁复、成本高昂等问题。这对于制备高性能的电子器件是非常不利的。因此，转移过程成为了制约石墨烯制备工艺发展的极大难题，在一定程度上限制了石墨烯的应用与发展。

在商业应用方面，所有金刚石通常是通过高温高压法在高达几万个大气压的范围内的压力下合成。由于能够产生这种超高压的压力容器不仅非常昂贵而且尺寸有限，因此高温高压方法适用于大型合成材料的生产。目前通过高压法合成了尺寸为1cm左右的晶体，并已在市场上销售。

但是，目前在金刚石合成方面，现有技术尚存在一定的技术困难，例如超细颗粒金刚石，几乎都是机械方法破碎成细颗粒的金刚石来制备；合成过程中，对金刚石粒度、杂质含量、以及晶形完整度控制还不够精确。现有技术中获得的金刚石在粒度、晶形控制以及成本方面仍然不能获得的满意的效果，难以满足商业上精密仪器的要求。因此，亟需开发出一种优质的金刚石的合成方法。

发明内容

根据本公开的实施例，提供了一种合成金刚石的方法。

一种合成金刚石的方法，包括以下步骤：

(1)制备基础涂层粉末，所述基础涂层有以下原料组成：Fe：27-30％，Co： 6-10％，Mn：1-2％，Zn:1-2％，Ti：2-3％，Mo：2-3％，石墨粉：6-15％，余量为Ni；将400-600目的基础涂层原料进行充分混合，然后压制混合粉末，得到预烧结块；将所述预烧结块在氢气保护条件下进行烧结处理；将所得烧结后的块体粉碎后，进行高能球磨得到50-2000nm的粉料；

(2)制备石墨烯复合涂层粉末；